Persistance des Bartonella dans leur hôte réservoir : mécanismes moléculaires impliqués dans la pénétration et la survie dans les érythrocytes. – HEMBART

Les bactéries du genre Bartonella sont à l'origine de pathologies émergentes humaines et animales. Parmi les 10 espèces ou sous espèces pathogènes pour l'homme, huit sont responsables de zoonoses. Chaque espèce est adaptée à un hôte principal chez qui la bactérie induit une bactériémie au long cours. Après inoculation par la piqûre d'un arthropode, Bartonella colonise une niche primaire inconnue à ce jour puis colonise le sang dans lequel elle infecte les érythrocytes. La persistance intra érythrocytaire de Bartonella représente une stratégie originale d'échappement à la réponse immunitaire et une adaptation à la transmission par les vecteurs arthropodes hématophages. Nous proposons d'étudier, chez ces bactéries auxotrophes pour l'hème, les différents éléments de transport et de stockage de l'hème pouvant aussi être impliqués dans leur mode de vie intra-érythrocytaire et de manière plus générale, les mécanismes moléculaires impliqués dans l'adhésion et la survie intra-érythrocytaire.
Ce travail sera basé sur deux approches complémentaires utilisant un modèle murin d'infection à Bartonella birtlesii. La première approche permettra de caractériser, de manière ciblée, les gènes de B. birltesii impliqués dans les mécanismes d'acquisition, de stockage et de dégradation de l'hème. L'analyse du génome de B. henselae et de B. quintana montre qu'il existe deux groupes de gènes potentiellement impliqués dans l'acquisition, le stockage et la dégradation de l'hème: les gènes hbp, spécifiques de Bartonella, et un groupe d'orthologues de gènes des voies d'acquisition et de dégradation de l'hème (hmu V, hut C, hut B, hem S, hut A). Leurs homologues chez B. birtlesii seront clonés. La fonction de ces gènes sera testée chez E. coli. Leur rôle dans les mécanismes de survie intra-érythrocytaire sera déterminé au cours de la seconde approche, plus globale, que nous développerons. Cette approche globale consiste à utiliser des mutants construits par la technique de Signature Tagged-Mutagenesis et qui ont perdu la capacité à induire une bactériémie persistante in vivo chez la souris. Parmi, ces mutants, nous déterminerons ceux qui sont impliqués dans la colonisation des érythrocytes grâce à un système in vitro d'infection d'érythrocytes murins. Ainsi, nous identifierons d'une part, parmi les mécanismes d'acquisition, de stockage et de dégradation de l'hème, ceux qui sont nécessaires à l'induction d'une bactériémie persistante et/ou à la survie intra-érythrocytaire ; d'autre part d'autres mécanismes, indépendant du métabolisme de l'hème et nécessaire au mode de vie intra-érythrocytaire caractéristique de Bartonella.
La séquence des gènes interrompus dans les mutants sélectionnés in vivo sera identifiée par comparaison aux séquences présentes dans les bases de données. Ce travail sera complété par le séquençage et l'annotation du génome de B. birtlesii qui devrait faciliter l'identification de gènes orphelins spécifiques à cette bactérie.
Pour Bartonella, bactérie dépourvue de voie de biosynthèse de l'hème, la présence d'un système d'acquisition de l'hème est cruciale à sa survie. Le mode de vie intra érythrocytaire de Bartonella lui impose la présence de systèmes (dégradation, séquestration, régulation) qui lui permettent de survivre en présence de fortes concentrations d'hémoglobine. Une bonne connexion entre l'approche mécanistique menée dans le modèle E. coli et l'approche pathogénie globale, menée dans le modèle murin, devrait permettre d'identifier les mécanismes de survie de la bactérie dans les érythrocytes, parmi lesquels, ceux impliqués dans les différents processus liés à l'utilisation de l'hème et dont la fonction est aussi nécessaire à la vie des bactéries dans les érythrocytes. L'identification de tels gènes sera utile pour comprendre et maîtriser les mécanismes moléculaires de la persistance des pathogènes procaryote